木材塑料加工答辯

1、2021/3/10講解：XX1亞臨界水?dāng)D出法制備HDPE木塑復(fù)合材料的研究 主講人 ：方清 指導(dǎo)老師 ：張玲2021/3/10講解：XX2目錄目錄l課題背景l(fā)實驗方案l實驗數(shù)據(jù)與分析2021/3/10講解：XX3課題背景課題背景定義定義l 木塑復(fù)合材料（Wood plastic composites，WPC）是將木屑、竹屑、稻殼、麥殼、麥秸、花生殼、大豆殼、甘蔗渣等低值或廢棄的生物質(zhì)材料破碎后，以纖維或粉末的形態(tài)作為填料添加到高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等熱塑性塑料中，利用傳統(tǒng)的塑料加工工藝，通過擠出、熱壓、注塑等加工方法制備的一種新型材料。l 在美國材料試驗協(xié)

2、會標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）中給出的定義是“一種主要由木材或者纖維素為基礎(chǔ)材料與塑料（也可以是多種塑料）制成的復(fù)合材料”。l 亞臨界水在適度的壓力下,將水加熱到100 以上臨界溫度374 以下的高溫,水體仍然保持在液體狀態(tài),它的極性會隨溫度變化而改變,這種水稱為亞臨界水。2021/3/10講解：XX4課題背景課題背景特點特點l 木塑復(fù)合材料具有實木材料的木質(zhì)感和塑料基體的耐候性、耐微生物性的優(yōu)點，而且成本低廉、可回收再次加工。l 與木材相比，其同向性、耐候性和尺寸穩(wěn)定性好，產(chǎn)品不怕蟲蛀、不腐朽、不易吸水和變形，機械性能好，更耐用。l 與塑料相比，其剛性提高和熱伸展性降低，加工性能好，具有木材的二次加工型

3、，可刨、可銑、可切割、用釘子或螺栓連接固定，表面易于裝飾，可以印刷、油漆、噴涂、覆膜等，環(huán)保性能好。2021/3/10講解：XX5課題背景課題背景意義意義l 使用 WPC 可以替代部分實木材料，可有效地緩解森林資源貧乏、木材供應(yīng)緊缺的矛盾，體現(xiàn)綠色環(huán)保的理念。在全球森林資源日益枯竭和生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化的背景下，低碳減排的要求日益嚴(yán)峻的背景下，WPC 作為一個新興的綠色環(huán)保的產(chǎn)業(yè)，各國政府都出臺了一些文件和指導(dǎo)性意見，將發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、加快 WPC 產(chǎn)業(yè)的建設(shè)列為可持續(xù)的發(fā)展的重要方向。l 2002年該項研究工作被列入中國科學(xué)院2002高技術(shù)發(fā)展報告l 2003年，國家發(fā)改委將木塑復(fù)合材料列入“國家

4、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化新材料專項項目”2021/3/10講解：XX6課題背景課題背景木塑復(fù)合材料當(dāng)下急需解決的問題主要有三個：n 一、木纖維與樹脂基體之間的相容性，由于木粉含有大量羥基、醇羥基，所以具有極強的極性，但是HDPE為非極性共聚物，所以導(dǎo)致它們兩者很差的相容性n 二、木纖維在樹枝基體中的分散性，由于羥基間易形成氫鍵，木纖維之間的作用力很強，導(dǎo)致木纖維在樹枝基體中的分散性不好n 三、填料和高分子材料的降解性，加工成型時填料易降解變色，同時高分子材料也會熱降解2021/3/10講解：XX7亞臨界水亞臨界水l 亞臨界水的性質(zhì)l 一、粘度低，傳質(zhì)阻力小，擴散性能好，熱容高，反應(yīng)體系溫度更易均勻l 二、

5、具有與有機溶劑相接近的介電常數(shù)，對大部分有機物有很高的溶解能力l 三、高溫高壓下，水的離子積為310-5，比常溫常壓下的值10-7增加了近300倍，因此，亞臨界水顯示出酸的催化調(diào)節(jié)功能；此時，水具有更高的反應(yīng)活性，對樹脂分子鏈的破壞性增強，并且由于鍵接纖維素分子的-1，4-糖苷鍵對酸敏感，因此，亞臨界水可以降低纖維素的聚合度，促進(jìn)纖維素的均勻分散，進(jìn)而提高整體性能 2021/3/10講解：XX8實驗方案實驗方案l 未改進(jìn)工藝方案 螺桿各段溫度為：140， 150， 155， 155， 140；木塑比為6/4 由于木粉含量過多，在進(jìn)行亞臨界水?dāng)D出時，出現(xiàn)嚴(yán)重的返料現(xiàn)象從而導(dǎo)致實驗無法進(jìn)行 ，l

6、改進(jìn)工藝方案 各螺桿溫度不變，將木塑比改為4/6，并進(jìn)行試驗，但實驗過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，仍然會有返料現(xiàn)象。l 最終工藝方案 改變螺桿溫度為：160， 150， 155， 155， 155，木塑比不變?yōu)?/62021/3/10講解：XX9實驗方案實驗方案l 將木粉在烘箱中于100干燥2-3小時；再將之與HDPE混合均勻，l 擠出造粒：160 、150 、155 、155 、155 ，螺桿轉(zhuǎn)速：120r/min；l 混煉：于165 左右，在雙輥開煉機進(jìn)行二次混煉，并保證每個配方的混煉時間基本相同；l 壓片：165 ，10min，壓力10MPa，卸模后，在冷板上保壓10min，壓力50MPa；l 制樣并進(jìn)行性能測試。2021/3/10講解：XX10實驗方案實驗方案l 實驗流程HDPE液體石蠟?zāi)痉蹃喤R界水?dāng)D出HDPE木塑復(fù)合材料水二 輥 進(jìn) 行 動態(tài)混煉平板硫化機進(jìn)行壓片切片力學(xué)性能測 試?yán)鞆姸葟澢鷱姸葲_擊強度2021/3/10講解：XX11實驗數(shù)據(jù)與分析實驗數(shù)據(jù)與分析2021/3/10講解：XX12實驗數(shù)據(jù)與分析實驗數(shù)據(jù)與分析2021/3/10講解：XX13實驗數(shù)據(jù)與分析實驗數(shù)據(jù)與分析2021/3/10講解：XX14實驗數(shù)據(jù)與分析實驗數(shù)據(jù)與分析2021/3/10講解：XX15實驗數(shù)據(jù)與分析實驗數(shù)據(jù)與分析2021/3/10講解：X